Скритите технологии в спирачките

Вероятно фактът, че мощното спиране може да бъде също толкова вълнуващо, колкото мощното ускорение, е често пренебрегван. Но докато всички спирачки работят на един и същ основен принцип за преобразуване на кинетичната енергия на движещата се кола в топлина, спирачките на спортния автомобил и тези на семейния нямат почти нищо общо.

С изключение на някои барабанни ръчни спирачки и задни спирачки на малки автомобили, дисковите спирачки са норма от години. Принципът е достатъчно прост: при натискане на педала на спирачката, хидравличен апарат притиска диска с огромно налягане между две накладки, направени от триещ материал. Колкото по-тежка е колата и колкото по-висока е скоростта, толкова по-голямо количество енергия трябва да „убият“ спирачките и се генерират по-високи температури.

Инженерите трябва да имат предвид и други неща при шосейните автомобили, като например скоростта на износване на накладките и дисковете, шума и какво се изхвърля във въздуха, тъй като накладките се нагряват и износват. Преди години азбестът е бил ключов компонент на спирачните накладки. В наши дни автомобилите са снабдени с органични спирачни накладки без азбест (NAO).

Историята за спирането обаче попада в порочен кръг. Ако една спирачка загрее твърде много, тя не може да върши работата си както трябва, или изобщо спира да работи. Спирачната течност може да кипне във вътрешността на системата, генерирайки газ. В този момент спирачният педал омеква и потъва в пода, а спирачната сила пада. Когато триещите се повърхности се търкат и загряват, коефициентът на триене спада, а с него и способността на спирачните накладки да спрат диска да се върти.

За охлаждане на триещите се повърхности конвенционалните дискове са направени от чугун, а между двете спирачни повърхности има бразди, извиващи се назад от посоката на въртене, за да засмучат хладен въздух от средата и да го изхвърлят навън. За по-добро представяне дисковете се перфорират или повърхностите се набраздяват, което помага бързо да бъде изхвърлена водата от диска при започване на спирането и увеличаване на първоначалния натиск.
Спирачките стават по-сложни с увеличаване на бързината на колата. Спортните накладки са от материал, създаден да работи при високи температури, но не е задължително да се представя добре, когато е студено. Така че да накараш накладката да работи добре на студено, но в същото време да продължава да работи, когато загрее, е трудно.

Апаратите също стават по-сложни и скъпи. Най-простата (и евтина) конструкция, използвана за масовите автомобили, е плаващият апарат, състоящ се от две части и едно бутало. Когато мощността достигне определено ниво, апаратите се нуждаят от насрещни бутала. За да бъде увеличена площта на накладките, апаратите могат да имат четири или дори шест бутала и могат да бъдат направени от кована алуминиева сплав, а не от чугун, за да имат по-добра топлинна проводимост и да бъде намалено теглото.

Колкото по-висока е скоростта на автомобила, толкова по-сериозни стават спирачните системи. В по-екстремни случаи, като например в състезания или използване на писта, е необходима състезателна спирачна течност с точка на кипене над 300 градуса С.

Един пример: този състезателен апарат AP Racing Pro 5000 R има почти скелетна олекотена конструкция от кована сплав, за да абсорбира по-малко топлина, да я отвежда бързо и да намалява окаченото тегло. С подходящ диск и подходящ избор на накладки той дава огромна спирачна сила.

Това е част от технологията, която не можете да видите, но ако е добра, си струва теглото в злато.

Снимки: Autocar